今天推薦一篇Angewandte Chemie International Edition的文章，通訊作者是韓國基礎科學研究所的Sungwoo Hong 和Jeabong Jang。
利用可見光光催化進行位點特異性的生物偶聯策略，能夠實現在較為溫和的反應條件下選擇性地修飾生物分子，是生物偶聯備受關注的領域。然而，這方面的策略目前仍存在對其他親核性氨基酸容忍度低、被修飾的肽段大小受限、需要額外的金屬催化劑或氧化劑、有機溶劑依賴等局限，導致其生物兼容性不夠高。本文基于自由基巰基-烯的點擊化學反應，發(fā)展了一種策略能夠在可見光誘導下，在無金屬、無氧化劑地參與下，實現與水兼容的半胱氨酸高效、特異性的生物偶聯。
此前，其課題組開發(fā)了一例有機光催化劑Q1，基于喹諾酮的色變單元，在可見光誘導下，成功實現了吡啶不同的功能化，這個反應在1:1的DMF:磷酸鹽水溶液中也能夠獲得不錯的量子產率，因此，作者思考假如在光敏熒光團Q1骨架的合適位置上加入烯烴的部分是不是就能夠通過與半胱氨酸殘基的生物偶聯過程來實現熒光團與生物分子的直接組裝。因此，作者設計并合成了探針QPEG，其中，八個PEG是為了增加化合物的水溶性已增加反應與水的兼容性。隨后，作者先后進行氨基酸和多肽與QPEG的反應，發(fā)現在1:9的DMF:磷酸鹽水溶液中，藍光照射下，QPEG均能與氨基酸或多肽上的半胱氨酸發(fā)生高特異性的偶聯反應，對其他各類氨基酸都具有很高的兼容性。且這個反應只標記游離的半胱氨酸，對二硫鍵不反應，若需對二硫鍵上的半胱氨酸進行標記，只需加入還原劑TCEP。此外，作者還利用這個策略對蛋白進行了標記Ub K63C和BSA均實現了預期的半胱氨酸特異性偶聯。通過引入催化劑QCAT，還能夠將探針QPEG的熒光團換成生物素等相關分子，對含半胱氨酸的生物分子實現不同標簽的標記。
作者還對機理機理進行了探究，是基于氫原子轉移的自由基巰基-烯反應。這個高效、簡單且與水兼容的點擊反應，有望在生物醫(yī)藥方面進行拓展應用。
本文作者：CXM
責任編輯：LZH
原文地址：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202010217
原文引用：DOI：10.1002/anie.202010217
